강력한 전자광선을 적의 신체에 쏘면 체감온도가 섭씨 50도를 넘기 때문에 즉각적으로 물러서지 않을 수 없다. 뜨거운 불꽃이나 끓는 물의 경우 순간적이라도 일단 피부에 닿으면 화상을 입지만 전자기 광선은 5초 내에 피하면 아무런 화상을 입지 않는다. 지난 3월 미국 국방부가 오래전부터 연구한 ‘능동방어시스템(Active Denial System)’ 일환으로 공개한 신형무기다.

지금까지는 전쟁이 발발하면 반드시 피를 흘린다는 고정관념 때문에 살상 없는 전쟁 가능성 여부에 회의를 느꼈겠지만 과학기술이 평화 쪽으로 돌아서면 가능하다고 보아야 한다. 전쟁 시 가장 많이 사용되는 무기는 결국 화약으로 과학이 앞장서서 개량해왔지만 어떠한 신무기라 해도 화약의 본질은 폭발에 있기 때문에 살상과 파괴성을 피할 수가 없다.

그러면 화약 없는 무기가 과연 가능할까? 과학자들은 오래전부터 파장이란 4차원에 가능성이 있다고 믿어왔다. 대표적인 무기가 빛의 속도로 쏠 수 있는 레이저광선이었는데 50년을 매달려 보았지만 아직 성과가 없다. 하지만 오랜 기간 파장을 이용한 무기를 연구하다보니 펄스폭탄(E-Bomb)과 지난달 선보인 열파장 무기가 만들어지게 된 것이다. 아직은 초기단계지만 차원이 다른 미래의 무기가 될 것이 분명하다.

그 원리가 무엇인지 알아보자. 우주에는 두뇌가 발신하는 뇌파에서부터 우주선(cosmos ray)까지 수많은 파장이 존재하지만 파장속도는 똑같이 초당 30만km로 파장의 성질을 속도로 구분할 수 없고 대신 파장의 진동수(Hz 또는 Frequency)로 가늠하고 있다. 뇌파의 경우 한 진동이 1만km 정도 되지만 우주선의 경우 1m내에 1조 이상 파동을 친다. 빛의 파장은 1m 내에 100만 정도 진동되는데 이 파장을 가시광선(可視光線)이라 하며 인간이 유일하게 볼 수 있는 파장이다.

하지만 과학은 서로 다른 특성을 가진 파장을 인위적으로 변형시켜 유용하게 쓰게 한다. 예를 들면 전기파장을 가시광선파장으로 전환시켜 전등불을 밝히는 경우이다. 이같이 필요에 따라 파장을 인위적으로 바꾸는 것을 전자회로라 하는데 우리가 사용하는 모든 가전제품과 자동차는 수많은 전자회로를 기본으로 한다. 이러한 점을 염두에 두고 개발한 펄스폭탄은 섬광과 함께 과전류를 일으켜 모든 전자회로를 회복이 불가능하게 파손시킬 수 있다. 모든 통신장비와 탱크, 미사일, 대포 및 차량까지도 무용지물로 만들기 때문에 적군은 순식간에 무장해제 되고 만다. 그렇지만 인명피해는 없다.

이번에 새로 개발한 열광선 역시 파장을 이용한 무기로 마이크로파장을 강화한 것이다. 마이크로파장의 진동폭은 약 2밀리미터(millimeter)정도인데, 물체를 만나면 원자를 뚫고 지나가지 못하고 원자와 원자 사이를 침투하는 특성 때문에 원자와 마찰이 생겨 열이 발생한다. 바로 마이크로웨이브 오븐이 전기파장을 마이크로파장으로 전환시켜 열을 이용하는 가전제품이다.

이같이 마이크로파장은 물체와 부딪치면 열에너지로 변하지만 그 대신 멀리 뚫고 나갈 수 없다. 좋은 예가 우주공간에는 수많은 마이크로파장이 떠다니지만 대기권에 오존층(O3)이란 산소가 가로막고 있어 지표면의 생명체를 보호한다.

이번에 개발된 전자광선무기는 공기의 저항을 최대로 통과시키기 위해 마이크로파장 중 진동폭이 3밀리미터 파장을 방출시켜 사정거리가 거의 800m까지 뻗칠 수 있게 했다. 다시 말해 전기파장을 3밀리미터 마이크로파장으로 전환시켜 열기를 800m까지 보낼 수 있다는 말이다. 따라서 적군은 열에너지를 피해 앞으로 전진할 수 없기 때문에 적의 침투를 막고 전선을 사수하기에 이상적이라 할 수 있다. 또한 최루탄 없이 시위군중을 해산시키는 데도 효과적일 것이다. 아직은 초기단계지만 4차원 파장을 이용한 무기들이 21세기의 주무기가 될 것이며, 그 전환점은 지금 연구 중인 레이저광선무기가 실전 배치되는 시점일 것이다.

현재 인류에 가장 위협적인 대륙간 핵탄두는 총알보다 약 20배 빨라 현재로선 격추시킬 무기가 없다. 빛의 속도만이 가능하다. 지난 2008년 실험한 레이저광선은 20km 거리까지 가격할 수 있다하나 사정거리가 최소 200km는 돼야 실전배치할 수 있다. 이 거리만 해결되면 핵탄두는 물론 모든 재래식 무기가 고철이 될 것이다.

(알림: 필자는 5월23일(수) 오후 2시 갤러리아 쏜힐점 문화센터에서 ‘생명’을 주제로 과학강의와 토론을 합니다.)